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Carla Fernanda Biomedicina - UFPE MORTE CELULAR Os agentes lesivos podem causar tanto lesões reversíveis quanto morte celular. Produzir lesões reversíveis ou não depende da natureza do agente agressor e da intensidade e duração da agressão. Morte celular é um processo, uma sucessão de eventos estabelecidos quando o agente determina a irreversibilidade da lesão. Se a morte celular ocorre no organismo vivo e é seguida de autólise, o processo recebe o nome de necrose. Autólise: degradação enzimática dos componentes celulares por enzimas da própria célula liberadas dos lisossomos após a morte celular independentemente de ter havido morte do indivíduo ou morte focal no organismo vivo. Além da necrose, há um tipo de morte celular por um processo ativo no qual a célula sofre contração e condensação de suas estruturas, fragmenta-se e é fagocitada por células vizinhas ou por macrófagos residentes, não ocorrendo nela o fenômeno de autólise. Esse tipo de morte celular é denominado apoptose. NECROSE Indica a morte celular ocorrida no organismo vivo, seguida de autólise. Quando a agressão é suficiente para interromper as funções vitais (cessando a produção de energia e as sínteses celulares), os lisossomos perdem a capacidade de conter as hidrolisasse no seu interior e estas saem para o citosol, são ativadas pelas altas concentrações de cálcio no citoplasma e iniciam o processo de autólise. Aspectos Morfológicos A região de necrose isquêmica nos órgãos de circulação terminal adquire coloração esbranquiçada e torna-se tumefeita, fazendo saliência na superfície do órgão ou na superfície de corte. Na necrose anóxica de órgãos com circulação dupla, há extravasamento de sangue a partir do vaso não obstruído e a área comprometida adquire aspecto hemorrágico (vermelho- escuro ou vermelho-vinho). Os principais achados microscópicos são: Picnose: alterações nucleares caracterizadas por intensa contração e condensação da cromatina, tornando o núcleo intensamente basófilo, de aspecto homogêneo e bem menor que o normal; Cariólise: digestão da cromatina, que faz desaparecer a afinidade tintorial dos núcleos, não mais se podendo distingui-los nas colorações de rotina; Cariorrexe: fragmentação e dispersão do núcleo no citoplasma; citoplasma com aspecto granuloso; as membranas se rompem e o material citoplasmático autolisado se mistura, formando uma massa homogênea. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE Causas e Tipos O aspecto da lesão varia de acordo com a causa, embora necroses produzidas por diferentes agentes possam ter aspecto semelhante. Os agentes agressores produzem necrose por: 1. Redução de energia quer por obstrução vascular (isquemia, anóxia), quer por inibição dos processos respiratórios da célula; 2. Produção de radicais livres; 3. Ação direta sobre enzimas, inibindo processos vitais da célula; 4. Agressão direta à membrana citoplasmática, fazendo com que a célula perca eletrólitos. NECROSE POR COAGULAÇÃO OU NECROSE ISQUÊMICA Alterações nucleares; Citoplasma opaco e acidófilo, devido à ação coagulante das substâncias que atuam sobre as proteínas celulares; Perda da diferenciação entre os tipos celulares; A área atingida é esbranquiçada; Quase sempre a região necrótica é circundada por um halo avermelhado; Persistência do arcabouço celular por um período relativamente longo; A área necrosada aparece bem delimitada, mais pálida e com consistência maior que o tecido normal. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE NECROSE GOMOSA É uma variedade de necrose por coagulação, na qual o tecido necrosado assume aspecto compacto e elástico como borracha (goma). É observada na sífilis tardia ou terciária. NECROSE GANGRENOSA É uma forma especial de necrose isquêmica em que o tecido necrótico sofre modificação por agentes externos como ar ou bactérias. A cor escura se deve à desnaturação da hemoglobina, liberando hematina ou metaheme livre, que tem cor negra. NECROSE POR LIQUEFAÇÃO A zona necrosada adquire consistência amolecida, semifluida ou liquefeita; A liquefação é causada pela liberação de grande quantidade de enzimas lisossômicas; Nas inflamações purulentas também há necrose por liquefação do tecido inflamado, produzida pela ação das enzimas lisossômicas liberadas pelos leucócitos exsudados (ex.: espinha). Carla Fernanda Biomedicina - UFPE NECROSE CASEOSA A área necrosada adquire aspecto macroscópico de queijo (caseum = queijo); Massa amorfa esbranquiçada ou amarelada, opaca, de consistência pastosa. Microscopicamente, a principal característica é a transformação das células necróticas em uma massa homogênea, acidófila, contendo alguns núcleos picnóticos e, principalmente na periferia, núcleos fragmentados (cariorrexe); As células perdem totalmente os seus contornos e os detalhes estruturais; É o tipo de necrose comum na tuberculose. ESTEATONECROSE É uma forma de necrose que compromete adipócitos. Por ação de lipases sobre os triglicerídeos, os ácidos graxos liberados sofrem processo de saponificação na presença de sais alcalinos, originando depósitos esbranquiçados ou manchas com aspecto macroscópico de pingo de vela. É um tipo de necrose comum na pancreatite aguda. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE EVOLUÇÃO Células mortas e autolisadas comportam-se como um corpo estranho e desencadeia uma resposta do organismo no sentido de promover a sua reabsorção e de permitir reparo posterior. Dependendo do tipo de tecido, do órgão acometido e da extensão da área atingida, uma área de necrose pode seguir vários caminhos: 1. Regeneração: quando o tecido que sofreu necrose tem capacidade regenerativa, os restos celulares são reabsorvidos e fatores de crescimento são liberados pelas células vizinhas e pelos leucócitos exsudados, induzindo multiplicação das células parenquimatosas; se o estroma é pouco alterado, há regeneração completa do tecido. 2. Cicatrização: é o processo pelo qual o tecido necrosado é substituído por tecido conjuntivo cicatricial. Inicialmente, na área lesada são liberados mediadores químicos que se difundem para o tecido não-lesado, nele iniciando as alterações vasculares e a exsudação celular necessárias à reabsorção dos restos celulares; surge então uma reação inflamatória. 3. Encistamento: quando o material necrótico não é absorvido por ser muito volumoso ou por causa de fatores que impedem a migração de leucócitos, a reação inflamatória com exsudação de fagócitos se desenvolve somente na periferia da lesão, causando proliferação conjunta e formação de uma cápsula que encista o tecido necrosado. 4. Calcificação: a zona de necrose pode também se calcificar. Embora os níveis de cálcio se elevem muito nos tecidos mortos, pouco se sabe sobre os mecanismos íntimos que regulam a calcificação nesses locais. APOPTOSE É um fenômeno em que a célula é estimulada a acionar mecanismos que culminam com sua morte. A célula em apoptose não sofre autólise; ao contrário, ela é fragmentada, e seus fragmentos são endocitados por células vizinhas, sem desencadear ativação de células fagocitárias. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE É uma modalidade de morte celular muito frequente, tanto em estados fisiológicos como patológicos. Em condições normais: É um mecanismo importante na remodelação de órgãos durante a embriogênese e na vida pós-natal; Participa no controle da proliferação e diferenciação celular, fazendo com que uma célula estimulada a se diferenciar possa ser eliminada após ter cumprido sua função(ex.: hemácia). A manutenção do número de células num tecido é feita pelo controle dos mecanismos de proliferação (mitose) e de apoptose. A apoptose que ocorre em condições patológicas é desencadeada por inúmeros agentes, como vírus, hipóxia, substâncias químicas, agressão imunitária, radiações ionizantes, etc. Aspectos Morfológicos A célula em apoptose se encolhe e o citoplasma fica mais denso; a cromatina torna-se condensada e disposta em grumos acoplados à carioteca. Em seguida, o núcleo se fragmenta (cariorrexe), ao mesmo tempo em que a membrana citoplasmática emite projeções e forma brotamentos que contêm fragmentos do núcleo. O brotamento termina com a fragmentação da célula em múltiplos brotos, que passa a constituir os corpos apoptóticos, os quais são endocitados por células vizinhas ou permanecem livres no interstício. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE Patogênese Independentemente do estímulo, a apoptose resulta sempre da ativação de proteases, as quais induzem as modificações funcionais e morfológicas características do processo. Há algumas que ativam caspases via alterações das mitocôndrias e interferência com proteínas citosólicas reguladoras da apoptose. As caspases são enzimas produzidas na forma inativa (pró-caspases), sendo ativadas pelo deslocamento da molécula inibidora ou por clivagem proteolítica em sítios com ácido aspártico. As caspases envolvidas na apoptose podem ser separadas em: caspases ativadoras(caspases 8, 9 e 10) e caspases efetoras (caspases 3, 6 e 7). As caspases ativadoras fazem proteólise das caspases efetoras que, por sua vez, atuam ativando outras proteases que degradam diferentes substratos da célula. As mitocôndrias desempenham papel importante na apoptose, pois podem liberar o citocromo c que, quando se encontra no citosol, se associa com a Apaf-1 e recruta a caspase 9, formando um complexo conhecido como apoptossomo. Proteínas do citosol regulam a apoptose por inibirem as caspases ou por regularem a permeabilidade das mitocôndrias. A família das proteínas Bcl inclui 23 proteínas, inibidoras (anti-apoptóticas) ou ativadoras (pró-apoptóticas) da apoptose. As anti-apoptóticas, como Bcl- 2 e Bcl-XL, localizam-se na membrana mitocondrial, constituindo ou regulando proteínas formadoras de poros de permeabilidade transicional, importantes na permeabilidade mitocondrial. As proteínas pró-apoptóticas da família Bcl, conhecidas em conjunto como proteínas Bax, caracterizam-se por apresentarem um domínio de dimerização BH3 que permite liga-las às proteínas anti-apoptóticas (Bcl-2 e Bcl-XL), inibindo-as. Muitas vias indutoras da apoptose agem ativando essas proteínas pró-apoptóticas, levando à desestabilização da membrana mitocondrial e à liberação do citocromo c e de outras proteínas ativadoras de caspases. Estímulos externos como radiações ionizantes, luz ultravioleta, alguns agentes químicos genotóxicos e radicais livres produzem apoptose por mecanismos variados. Todos esses estímulos atingem o genoma da célula que, dependendo da intensidade da agressão, responde ativando a expressão do gene p53, cujo produto, a proteína p53, induz retardo mitótico e apoptose. Um dos alvos da p53 são os genes IAPs, cuja expressão é inibida. Desse modo, as Condensação da cromatina na face interna da membrana nuclear formando crescentes em uma célula na fase inicial da apoptose. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE caspases, naturalmente inibidas pelos IAPs, tornam-se ativadas e ativam as caspases efetuadoras. Por outro lado, a p53 ativa os genes das proteínas Bax, aumentando a permeabilidade mitocondrial, com liberação de fatores mitocondriais pró-apoptóticos. As caspases são sintetizadas como precursores inativos. Após um sinal de morte celular, as caspases são ativadas por clivagem proteolítica. Essas enzimas podem interagir com receptores de membrana ou moléculas adaptadoras que contenham domínios de morte, que existem nas caspases. A presença deles permite essa interação. A família Bcl-2 é uma família de proteínas indutoras e repressoras de morte por apoptose que participam ativamente da regulação da apoptose. Os membros da família Bcl-2, como Bcl-2 e Bcl-XL inibem a apoptose, pois previnem a liberação de citocromo c e são chamados de reguladores antiapoptóticos. Por outro lado, Bax, Bid e Bak são proteínas pró-apoptóticas3. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE PROTEÍNA p53 A proteína p53 participa da regulação do ponto de checagem de G1, que tem fundamental importância na manutenção da integridade do genoma, pois permite a ação de mecanismos de reparo do DNA ou a remoção de células danificadas através do processo de apoptose. Danos no DNA promovem a superexpressão e consequente ativação da p53, resultando na parada do ciclo celular em G1 e iniciando o reparo do DNA. Quando os danos ao DNA não são passíveis de reparo, ocorre a ativação da apoptose. Mutações no gene p53 resultam em um descontrole do ponto de checagem de G1, possibilitando que células danificadas progridam para a fase S sem reparar as lesões, ou entrar em apoptose. Após um estímulo de morte, a Bcl-2 inibe a permeabilização da membrana externa da mitocôndria, pelo sequestro de Bax ou por competir por sítios que seriam ocupados pela Bax na membrana externa mitocondrial30. A Bax pode promover a apoptose através da interação com a mitocôndria, de forma independente da interação com proteínas anti-apoptóticas. As proteínas inibidoras da apoptose (IAP) são moléculas que exercem seu papel anti-apoptótico através da capacidade de inibir a atividade das caspases efetoras -3 e 7 e da caspase iniciadora -9. Durante a apoptose, as IAP são removidas por uma proteína liberada da mitocôndria denominada Smac/DIABLO. Após dano mitocondrial, a Smac/DIABLO é liberada do espaço intermembrana para o citoplasma, juntamente com o citocromo c. Enquanto o citocromo c liga-se à APAF-1 e ativa diretamente a caspase-9, Smac/DIABLO, há a remoção das IAP de sua ligação inibitória com as caspases. Carla Fernanda Biomedicina - UFPE APOPTOSE X NECROSE Muitas agressões podem induzir tanto apoptose como necrose, e, com frequência, os dois processos coexistem no mesmo tecido. Uma vez que a célula é agredida, a decisão de entrar em apoptose ou de sobreviver vai depender da intensidade e qualidade da agressão e dos receptores acionados. A apoptose é ATP-dependente, razão pela qual as agressões que a induzem não podem fazer cessar completamente a produção de energia. Se se reduz muito o ATP, a célula entra em necrose. Por outro lado, a necrose implica perda do controle da permeabilidade dos lisossomos, elemento fundamental no processo de autólise. APOPTOSE NECROSE Morte celular programada Morte celular seguida de autólise ATP-dependente Perda da integridade da membrana plasmática Não induz processo inflamatório Induz inflamação Ocorre em estados patológicos e fisiológicos Ocorre em estado patológico
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